DE3006007A1 - Beizpasten zum reinigen von oberflaechen von metallteilen - Google Patents

Beizpasten zum reinigen von oberflaechen von metallteilen

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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
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Description

  • Beizpasten zum Reinigen von Oberflächen von Metallteilen
  • ====================================================== Die Anmeldung bezieht sich auf Beizpasten zum Reinigen von Oberflächen von Metallteilen insbesondere aus nichtrostendem Stahl und betrifft dabei insbesondere solche Beizpasten, welche eine von einer Trägersubstanz gehaltene Fluorwasserstoff-Ionen darbietende Beizflüssigkeit enthalten.
  • Die Korrosionsbeständigkeit von Edel stählen, und zwar insbesondere austenitischen Chromnickelstählen und anderen, auch titan- oder molybdänhaltigen, Stählen, wie zum Beispiel 10 CrNiNb 189-Stahl, 10 CrNiTi 189-, 10 CrNiMo 1810- und 10 CrNiMo 1810-und 10 CrNifloTi 1810-Stahl, beruht nämlich darauf, daß diese sich insbesondere infolge ihres Chromgehaltes unter Einfluß von Luftsauerstoff mit einer oxidischen Schutzschicht überziehen. Die Oxidschicht ist mit dem Auge nicht erkennbar und läßt den Stahl blank erscheinen.
  • Dickere Oxidschichten, wie sie beim Schweißen und Glühen entstehen, sind keine Passivschichten und pflegen die Beständigkeit des Edelstahls herabzusetzen. Eine Komponente, welche die Ausbildung einer Passivschicht verhindert,sind z.B. Fremdferrit-Kontaminationen, die durch die Verarbeitung des Stahls mit ferritischen Werkzeugen hervorgerufen werden.
  • Eine metallisch reine Oberfläche, welche für die Ausbildung der Passivschicht erforderlich ist, erreicht man am effektivsten durch eine chemische Behandlung, wie Beizen oder Glänzen. Auch das Entfernen dickerer Kontaminationsbeläge durch Entzundern ist bekannt. Behandlungen von Werkstücken zu diesem Zweck pflegen unter Verwendung von Säuremischungen in Bädern durchgeführt zu werden.
  • Bei größeren Werkstücken oder aber Nachschweißungen an fertigen Anlagen finden Beizpasten Verwendung. Sie bstehen aus Säuremischungen und Trägersubstanzen für diese, die in Bezug auf ein Eingehen von Reaktionen mit den Säuremischungen bzw.
  • der einen oder anderen von deren Komponenten inert sein sollte Hier ist bereits der Einsatz von Bariumsulfat, Calciumsulfat, Kaolin, Bentonit sowie auch hochdisperser Kieselsäure bzw.
  • Kieselgur und andererseits Aluminiumoxid, Magnesiumoxid oder Aluminiumsilikaten als Verdickungsmittel für solche Beizals pasten bekannt. Alle diese / inert angesehenen Verdickungsmittel weisen Jedoch nicht unbeträchtliche Nachteile bei Verwendung in Fluorwasserstoff-Ionen enthaltenden Beizpasten auf.
  • Kieselsäure bzw. Kieselgur sind nicht für Beizpasten mit Flußsäureanteil geeignet, wie diese besonders zum Beizen von beispielsweise rostfreien Stählen Verwendung finden, da die Kieselsäure mit der Fluorwasserstoffsäure reagiert und dabei wertvolle Flußsäureanteile hinsichtlich ihrer chemischen Aggressivität neutralisiert werden. Hierdurch geht die Wirksamkeit der Beizpaste verhältnismäßig schnell durch Verlust der freien Fluorwasserstoff-Ionen verloren.
  • Gleiches gilt für Kaolin und Bentonit, welche bekanntlich Siliciumverbindungen mit verhältmäßig hohem Siliciumanteil sind. Auch hier gehen dieSilicium-Anteile Reaktionen mit der Fluorwasserstoffsäure ein und beeinträchtigen den freien Flußsäureanteil in der Beizpaste negativ.
  • Die Dichte von Kieselsäure ist 2,65 g/cm3,von Kieselgur 2,1 bis 2,6 g/cm3; die von Kaolin beträgt 2,6 g/cm3 und die von Bentonit 2,1 g/cm3. Die flüssigen Bestandteile gattungsgemäßer Beizpasten pflegen hingegen eine geringere Dichte als 2,0 g/cm3 zu haben, die meist sogar auch noch unter 1,5 g/cm3 liegt. Die ungünstige Folge dieses Unterschiedes der Dichtewerte der flüssigen Bestandteile und der Verdickungsmittel solcher Beizpasten liegt in der Neigung derselben, beim Lagern zu sedimentieren und Inhomogenitäten zu verursachen. Hierdurch ergeben sich gleichzeitig auch unerwünschte Veränderungen der Viskosität im Laufe der Lagerzeit, welche die Anwendung von Beizpasten mit solchen Verdickungsmitteln wesentlich erschweren, indem für befriedigende Beizergebnisse eine langJährige Erfahrung mit dem Umgang solcher Beizpasten und deren Alterungsverhalten mit der Lagerzeit Voraussetzung zu sein pflegt.
  • Sulfate sind für das weiteste Anwendungsgebiet solcher Beizpasten, nämlich für den Apparate- und Reaktorbau, unzulässig, weil sie bleibende, die Metalleigenschaften verschlechternde Reaktionen mit der behandelten Metalloberfläche eingehen, und zwar dies insbesondere bei hochwertigen Edelstählen, wie diese gerade für den Apparate- und Reaktorbau Verwendung finden. Durch die Sicherheitsvorschriften sind solche Beizpasten mit Sulfat-Ionen daher in ihrem zulässigen Anteil auf weniger als 300 ppm beschränkt, was bedeutet, daß Sulfate als Verdickungsmittel für solche Beizpasten praktisch nicht mehr zugelassen sind.
  • Aluminiumoxid mit einer Dichte von 3,97 g/cm3 und Magnesiumoxid mit einer Dichte von 3,58 g/cm3 heben sich noch weiter von dem Dichtewert der flüssigen Bestandteile gattungsgemäßer Beizpasten ab und bedingen noch größere Schwierigkeiten bezüglich der Aufrechterhaltung ausreichender Homogenität derselben während längerer Lagerzeit.
  • Allen Beizpasten mit den bisher genannten bekannten Verdickungsmitteln ist ferner ein wesentlicher weiterer Nachteil eigen: Bei Behandlung schrägstehender Flächen oder bei Auftrag auf der Unterseite von horizontal liegenden Platten gleiten diese Pasten in unkontrollierter Weise von der ursprünglich beschichteten Stelle weg oder tropfen ab. Hierdurch kommt es zu flächenmäßigen Ungleichmäßigkeiten der Beschichtung der ursprünglich mit einem Beizpastenauftrag versehenen Metalloberfläche und als Folge hiervon zu unerwünschten und häufig das Werkstück technisch unbrauchbar machenden Ungleichmäßigkeiten des Beizangriffes.
  • Schließlich hat sich auch ein anderer Nachteil solcher Beizpasten als höchst unerwünscht erwiesen, der sich immer dort besonders gravierend einstellt, wo durch Naturgegebenheiten der Wasservorrat verhältnismäBig beschränkt ist. Es ist nämlich nicht immer zu vermeiden, daß es dazu kommt, daß die Beizpaste auf dem behandelten Werkstück auftrocknet, wie das beispielsweise nicht selten der Fall zu sein pflegt, wenn Erstmontagen von Apparateteilen größerer Abmessungen oder aber Nachschweißungen am Bauort in beispielsweise subtropischen Trockenzonen, wie zum Beispiel Standorten im Wustengürtel der nördlichen oder südlichen Brdhemisphäre, vorzunehmen sind. Hier kann es aufgrund der herrschenden Außentemperaturen ersichtlich leicht zu diesen unerwünschten Auftrocknungen der Beizpaste kommen, die sich nur schwer entfernen lassen und hierfür einen hohen Spülwasserverbrauch und einen nicht unbeträchtlichen apparativen und/oder werkzeugmäßigen Aufwand sowie eine stets unerwünscht lange Behandlungszeit für ihr Entfernen erfordern. Abgesehen von den hierdurch bedingten technischen Schwierigkeiten kann auch der notwendige Aufwand an Investions- und Verfahrenskosten für vorzuhaltende Anlagenteile und erschwerte und zeitmäßig nicht unerheblich ausgedehnte Behandlungszeit nicht unberücksicht bleiben.
  • Insbesondere im Interesse der Erzielung verbesserter Handhabungsmöglichkeiten in dem Sinne, daß sich die Beizpaste auch bei ungünstig geformten oder eine ungünstige Lage einnehmenden metallischen Werkstücken leicht tropfenfrei auf den zu behandelnden Oberflächen auftragen lassen und ein sogar so gutes Vermögen haben soll, daß selbst Gase, die während der Behandlung der Oberfläche entstehen können, die Paste nicht abzulösen oder weggleiten zu lassen vermögen, hat man als Verdickungsmittel auch bereits Eunststoffkugeln in Form von Thermoplasten oder Duroplasten verwandt.
  • Hierfür sind als Thermoplaste vorgeschlagen worden Polyolefine wie Polyäthylen, Polypropylen und Polybuten, die Polymerisate der perhalogenierten Olefine wie Polytetrafluoräthylen und Polytrifluorchloräthylen, die Polymerisate der teilhalogenierten Olefine wie Polyvinylchlorid und Polyvinylidenchlorid, ferner Polystyrol, Polyamide, Policarbonate, Polyester, Polyurethane und Mischpolymerisate, zum Beispiel Acetal-Polyester-Mischpolymerisate oder Acrylaitril-Butadien-Styrol-Mischpolymerisat, und als Duroplasten beispielsweise Phenolharz und Melaminharz. Dabei geht man davon aus, daß beispielsweise die besonders bevorzugten Pdyolefine neben ihrer Beständigkeit gegenüber den meisten Agenzien, mit denen bei Normaltemperatur eine chemische Oberflächenbehandlung durchgeführt wird, eine geringe Dichte von 0,9 bis 0,95 g/cm3 aufweisen und nach Ansicht der Fachwelt dadurch eine Sedimentation des Verdickungsmittels nicht auftritt.
  • Abgesehen davon, daß sich sämtliche Chlor als Einlagerung im Molekülverband enthaltenden Kunststoffe nicht als Verdickungsmittel für zur Behandlung beispielsweise von Stahl bestimmte Beizpasten eignen, weil durch dieses sogenannte bleibende Haarrißkorrosionen ausgelöst oder zumindest doch begünstigt werden, welche zudem auch noch die unangenehme Eigenschaft haben, weiterzufressen, das heißt sich durch chemische Austauschreaktionen mit der Umwelt auszudehnen, haben sich solche Beizpasten auch in anderer Einsicht nachteilig erwiesen. So muß der Anteil an diesen Verdickungsmitteln in Form von EunstdofSpulver in fluß säurehaltigen Beizpasten sehr hoch sein, nämlich in der Größenordnung von 100 g Kunststoffpulver auf 100 cm3 Beizflüssigkeit betragen. Dies stellt eine beträchtliche Belastung der Gestehungskosten einer solchen Beizpaste dar. Je nach Kombination von Bestandteilen der Beizflüssigkeit und als Verdickungsmittel zur Verwendung gelangendem Kunststoffmaterial wird meist auch noch die Verwendung besonderer Netzmittel erforderlich. Diese wiederum steigern gleichfalls wieder den ICostenaufwand und sind in vielen Fällen für hochwertige, für die Behandlung von Edelstählen bestimmte Beizpasten wegen ihrer Chlor- oder Sulfat-Ionen-Anteile ungeeignet.
  • Der wesentliche Nachteil solcher mit Kunststoffpulver als Verdickungsmittel arbeitenden Beizpasten liegt aber darin, daß diese biologisch nicht abbaubar sind. Das als Verdickungsmittel verwandte Kunststoffmaterial stellt eine ohne Reinigung der anfallenden Abwässer unzulässige Umweltbelastung dar und hat zur Folge, daß besonders in Anbetracht der geringen Teilchengröße dieses Kunststoffmaterials verhältnismäßig aufwendige und kostenintensive Elär- bzw. Reinigungseinrichtungen für die anfallenden Abwässer vorgehalten werden müssen. Auch hierdirchwird ebenso wie durch den notwendig hohen Anteil von Verdickungsmittel in solchen bekannten Beizpasten die Wirtschaftlichkeit derselben ungünstig beeinflußt.
  • Insbesondere in Anbetracht dieser Schwierigkeiten ökologischer Belastungen aufgrund nicht möglicher biologischer Abbaubarkeit der Abfallprodukte der Beizbehandlung ist die Fachwelt einen anderen Weg gegangen, indem der Einsatz von organischen Verdickungsmitteln wie Carboxi- und Hydroximethylcellulose und ferner auch eines Polysaccharides vom Typ Xanthan vorgeschlagen wurde. Auch solche Beizpasten vermögen Jedoch aus folgenden Gründen nicht voll zu befriedigen: Einmal nämlich bauen diese Beizpasten beim Lagern insbesondere bei höherea Temperaturen, wie diese beispielsweise auf Baustellen in den Subtropen oder Tropen unvermeidbar sind, und/ode: hohem Salpetersäuregehalt in ihrer Viskosität sehr schnell ab.
  • Das bedeutet, daß eine solche Beizpaste in ihrer Anwendbarkeit praktisch nicht mehr zu beherrschen ist, da durch die Änderung ihrer Konsistenz ein sauberes und flächendeckendes Haften auch auf schrägen oder sogar steilen zu behandelnden Flächen nicht mehr zu gewährleisten ist.
  • Ferner hat sich herausgestellt, daß, obgleich in feuchtem Zusta solche Beizpasten sich durchaus problemlos abspülen lassen, ihr Entfernbarkeit von der behandelten Oberfläche dann äußerst schlecht ist, wenn es zu einer Auftrocknung auf dieser gekommen sein sollte, was praktisch gerade bei Einsatz auf Baustellen in heißem Klima nicht immer vermeidbar ist.
  • Der gravierendste Nachteil solcher bekannter Beizpasten wird aber darin gesehen, daß diese ebenso wie alle anderen bekannten Beizpasten keine Langzeitlagerfähigkeit aufweisen. In der modernen Technik werden nämlich in immer zunehmenderem Maße metallische Werkstücke langen Transport- und Lagereeiten ausgesetzt, bevor sie zu ihrem bestimmungsgemäßen Einsatz gelangen.
  • Dies ist besonders der Fall bei Bauteilen des Apparate- bzw.
  • Reaktorbaus, welche nach weitem Transportweg und/oder längerer Lagerzeit zu der jeweiligen Anlage zusammengeschweißt werden sollen. In diesen Fällen muß auch die mitzuliefernde Beizpaste eine entsprechende Lagerbeständigkeit aufweisen, das heißt, sie muß auch unter Berücksichtigung von unvorhersehbaren Verlängerungen der Zeit bis zu ihrem tatsächlichen Einsatz ihre ursprüngliche Konsistenz praktisch unverändert beibehalten, ohne daß es zu Entmischungs- bzw. Sedimentierungserscheinungen zwischen Verdickungsmittel und eigentlicher Beizflüssigkeit oder aber zu chemischen Reaktionen zwischen beiden kommt und im übrigen auch keine wesentlichen Anderungen der Viskosität auftreten. Unter Langzeitlagerfähigkeit in diesem Sinne ist eine Lagerfähigkeit von mehr als einem Jahr zu verstehen. Wenngleich auch die aus der DE-AS 2 413 870 bekannte Beizpaste mit Verdickungsmittel in Form eines Polysaccharids vom Typ Xanthaa gegenüber anderen bekannten Beizpasten erheblich verbesserte Lagerzeitwerte aufweist, wird eine Langzeitlagerfähigkeit in diesem Sinne nicht erreicht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen und kostengünstigen Mitteln eine Möglichkeit für die Erstellung von die Nachteile bekannter Beizpasten wirksam vermeidenden Beizpasten zu schaffen, die nicht nur bedenkenfrei für die Behandlung von Oberflächen von Metallteilen aus Edelstahl eingesetzt werden können, sondern sogar bei Aufbringung auf in ungünstigster Stellung befindliche Flächen, wie etwa senkrechte oder mit auch großer Steilheit schräge Oberflächen, oder selbst bei Arbeiten "über Kopf", das heißt Aufbringung auf der Unterseite von etwa horizontal oder nur leicht schräg liegenden Flächen, einen tropfenfreien gut haftenden und die gesamte beschichtete Fläche mit praktisch gleichmäßiger Schichtdicke abdeckenden Auftrag erbringen, der nach gewünschter Einwirkungsdauer sogar dann, wenn es zu Auftrocknungen gekommen sein sollte, einfach und bequem und in jeder Hinsicht problemlos durch einfaches Spülen mit Wasser entfernt werden kann, wobei nicht nur durch Nichtnotwendigkeit besonderer apparativer Vorkehrungen für das Entfernen der Rückstände und durch die besondere Einfachheit der Verfahrensführung eine besonders hohe Wirtschaftlichkeit erreicht wird, sondern auch zuverlässig Jegliche Umweltbelastung insbesondere über die Abwässer vermieden und im übrigen eine bisher nicht für möglich gehaltene Langzeitlagerfähigkeit der Beizpasten erreicht wird, indem bei ihnen über Jahre hinaus gewährleistet ist, daß es weder zu Eatmischungs- bzw. Sedimentierungserscheinungen noch zu chemischen Reaktionen zwischen Verdickungsmittel und einem oder mehreren der Agenzien der eigentlichen Beizflüssigkeit kommt und auch die Viskositätseigenschaften praktisch unverändert erhalten bleiben.
  • Es wurde nun gefunden, daß sich erfindungsgemäß in überraschend einfacher und,wirtschaftlicher Weise diese Aufgabe dadurch lösen läßt, daß Beizpasten zum Reinigen von Oberflächen von Metallteilen insbesondere aus nichtrostendem Stahl, welche eine von einer Trägersubstanz gehaltene Fluorwasserstoff-Ionen darbietende Beizflüssigkeit enthalten, als Träger substanz mindestens ein Alkalihexafluoraluminat enthalten.
  • Ersichtlich geht die Erfindung dabei einen von der durch den Stand der Technik aufgezeigten Entwicklungslinie abweichenden Weg, indem unter Beachtung der nachteiligen Eigenschaften von Fluor- und/oder Sulfat-Ionen in ansonsten für inert gehaltenen Substanzen sowohl der insbesondere wegen der nicht vorhandenen biologischen Abbaubarkeit unbrauchbare Weg über Kunststoffpulver als Verdickungsmittel solcher hochwertiger Beizpasten wieder verlassen und auch der Entwicklungsrichtung über pflanzlich gewachsenen Substanzen entsprechende Materialien, wie Zellulosen oder Polysaccharide, als Verdickungsmittel wegen deren fehlender Beständigkeit gegenüber Reaktionen mit der von diesem gehaltenen Beizflüssigkeit nicht weiter gefolgt, sondern vielmehr auf anorganische Substanzen zurückgegangen wird. Dabei wird überraschend erstmalig eine echte Langzeitlebensdauer solcher Beizpasten erreicht, indem sich erwiesen hat, daß erfindungsgemaß ausgestaltete Beizpasten auch nach Jahrelanger Lagerzeit selbst unter ungünstigsten Temperaturbedingungen praktisch keinerlei Veränderungen hinsichtlich ihrer Formulierung, ihrer Homogenität, ihrer ursprünglich eingestellten Viskosität und damit einhergehend ihrer gewünschten Handhabungsfähigkeit aufweisen.
  • Dabei war es besonders überraschend, daß sich diese die vorstehend beschriebene komplexe Aufgabe mit ihren teilweise einander widerstreitenden Anforderungen an die Beizpaste vorteilhaft lösenden Eigenschaften im Gegensatz zu der Auffassung der Fachwelt, daß hierfür als Verdickungsmittel Materialien erforderlich seien, deren Dichte zumindest angenähert der Dichte der flüssigen Bestandteile der Beizpaste entsprechen sollte, mit mineralischen Materialien erzielen lassen, deren Dichte mit etwa 3,0 g/cm3 für Alkalihexafluoraluminat einem Vielfachen der flüssigen Bestandteile entspricht.
  • Für Beizpasten nach der Erfindung, bei denen eine eher flüssigere bzw. cremigere Konsistenz erwünscht ist, kann die Trägersubstanz zweckmäßig Kaliumhexafluoraluminat enthalten, während es sich für höherviskose bzw. spachtelbare Beizpasten empfiehlt, wenn die Trägersubstanz durch Natriumhexafluoraluminat gebildet ist. Gute Ergebnisse insbesondere hinsichtlich der Einstellung der für eine gute Verarbeitbarkeit der erfindungsgemäßen Beizpasten verantwortlichen Eigenschaften, wie insbesondere der Viskosität, ergeben sich auch, wenn in weiterer zweckmäßiger Fortbildung der Erfindung als Trägersubstanz eine Mischung aus galiumhexafhoraluminat und Natriumhexafluor aluminat vorgesehen wird. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die die Fluorwasserstoff-Ionen darbietende Beizflüssigkeit Fluorwasserstoffsäure und/oder zumindest eines von deren Salzen enthält. Zweckmäßigerweise kann dabei die Rezeptur so getroffen sein, daß das bzw. die Fluorwasserstoff-Ionen darbietende(n) Agens bzw. Agenzien in der Beizflüssigkeit in einem Gewichtsverhältnis zu dieser von maximal 1 : 2 enthalten ist bzw. sind.
  • Das Gewichtsverhältnis von die Fluorwasserstoff-Ionen enthaltender Beizflüssigkeit zu Trägersubstanz sollte im allgemeinen zwischen 1/2 : 1 und 2 : 1 liegen; Werte-zwischen etwa 35 bis etwa 65 Gew.-% Trägersubstanz werden bevorzugt.
  • Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn zur Erzielung gleichmäßig gut flächendeckender Streichbarkeitseigenschaften die Trägersubstanz zumindest überwiegend Natriumhexafluoraluminat (III) und in Fällen, wo besonders gute Sprühfähigkeitseigenschaften erwünscht sind, die Träger substanz zumindest überwiegend Kaliumhexafluoraluminat (III) aufweist.
  • Für manche Einsatzfälle ist es erwünscht, wenn dafür gesorgt werden kann, daß das Werkstück dem Beizangriff von unter - gleichzeitiger Anwesenheit von Fluorwasserstoff-und Ritrat-Ionen ablaufenden Reaktionen ausgesetzt wird.
  • Fur diesen Fall kann die Fluorwasserstoff-Ionen darbietende Beizflüssigkeit zusätzlich Nitrat-Ionen enthalten. Diese können zweckmäßig durch in der Beizflüssigkeit enthaltene Salpetersäure und/oder zumindest eines von deren Salzen dargeboten werden. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn das bzw. die die Nitrat-Ionen darbietende(n) Agens bzw. Agenzien in der von der Trägersubstanz gehaltenen Beizflüssigkeit in einem Gewichtsverhältnis zur Trägersubstanz von insgesamt maximal 2/3 : 1 enthalten ist bzw. sind. Hierdurch läßt sich nämlich in vorteilhafter Weise für eine Vielzahl von Einsatzfällen ausreichend bei gleichbleibend guter Beizaggressivität der Anteil an Fluorwasserstoff-Ionen im Interesse gesteigerter Wirtschaftlichkeit der Beizpaste und verbesserter Sicherheit der Handhabung derselben im Vergleich zu bekannten Beizpasten gleicher Beizaggressivität verhältnismäßig gering halten.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Beizpasten 60 Gew.-% Natriumhexafluoraluminat (III), 20 sew.-°h Salpetersäure und 5 Gew.-% Fluorwasserstoffsäure enthalten. Ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel enthält 40 Gew. -% Kaliumhexafluoraluminat (III), 20 Gew.-% Salpetersäure und 5 Gew.-% Fluorwasserstoff säure. In beiden Fällen ist der Rest durch Wasser gegebenenfalls mit weiteren Zumischungen gegeben, wie beispielsweise zumindest ein in weiterer zweckmäßiger Fortbildung der Erfindung zugesetztes säurebeständiges Tensid, welches vorzugsweise ein Fluortensid sein kann.
  • Weiterhin hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn das erfindungsgemäß als Verdickungsmittel einzusetzende Alkalihexafluoraluminat, das an sich eine Dichte von etwa 3,0 g/cm3 besitzt, in einer Korngröße von mindestens 85% unter 0,071 mm und ferner mit einem trockenen Schüttgewicht von 600 bis 1200 g/liter, vorzugsweise 600 bis 800 g/liter, eingesetzt wird.
  • Die Herstellung der Beizpasten gemäß der Erfindung erfolgt durch Mischung des flüssigen Säureagens mit dem pulverigen Alkalihexafluoraluininat. Ein geringer Teil dieses Aluminates geht hierbei mit leicht exothermer Reaktion in Lösung, bis sich eine Gleichgewichtsreaktion eingestellt hat. Die nach der Erfindung gemischte Paste ist nach der Herstellung in warmem Zustand flüssig bis leicht pastös und kann somit leicht konfektioniert werden. Nach einer Standzeit von ca. 2 bis 3 Stunden entsteht eine tixotrope homogene Paste, welche sich auch nach längeren Standzeiten allenfalls kaum merklich entmischt. Durch einfaches Durchschütteln ist in jedem Falle der ursprüngliche Homogenisationszustand leicht wiederherstellbar.
  • Die Konsistenz der Paste kann bei der Herstellung je nach dem ob bei der Anwendung derselben manueller Auftrag mit Pinsel oder aber bei entsprechender Schutzausrüstung des Personals Sprühverarbeitung mit Druckgeräten beabsichtigt ist, durch variable Aluminatzugabe und Auswahl geeigneter Eombinations-und Mischungswerte von Natrium- und Ealiumhexafluorala1minat entweder hochviskos oder niedrigviskos eingestellt werden.
  • Durch ihre tixotrope Konsistenz besitzt die erfindungsgemäße Beizpaste ein gutes Haftvermögen und gleitet nicht einmal bei senkrechten Flächen von der Oberfläche ab. Auch Tropfenbildungen treten nicht auf. Beides ist insbesondere aus Gesichtspunkten des Arbeitsschutzes von besonderem Interesse.
  • Im Gegensatz zu bekannten Beizpasten, bei denen gleichfalls diese Eigenschaft erreicht werden sollte, ist bei der Erfindung diese Eigenschaft praktisch nicht für die Beizgüte erforderlich. Es hat sich nämlich als weiterer überragender Vorteil der erfindungsgemäßen Beizpasten herausgestellt, daß diese in beliebiger Weise auf die zu behandelnde Oberfläche aufgebracht werden können, ohne daß auf gleichmaß'ige Schichtdicke besonders geachtet zu werden braucht.
  • Sie können beispielsweise recht sorglos mit einem Pinsel aufgetragen werden, wobei durchaus Schlieren oder Streifen auf der Sichtoberfläche der Paste vorhanden sein können, also unterschiedliche Schichtdicken über dem mit Beizpastenauftrag versehenen Oberflächenbereich, sofern dieser nur mit Beizpaste abgedeckt ist. Das überraschende Ergebnis ist, daß nach dem Beizen an dem Werkstück trotz solches ungleichmäßigen manuellen Auftrages beispielsweise mit dem Pinsel sich eine streifenfreie gebeizte Oberfläche darbietet.
  • Der Wirkungsmechanismus dieser vorteilhaften Eigenschaften der Beizpasten nach der Erfindung ist bisher nicht bekannt.
  • Es wird angenommen, daß er seine Ursache in der eigenartig monokliden Kristallstruktur des erfindungsgemäß als Verdickungsmittel eingesetzten Materials hat, die über intrazellulare Diffusion zu-einem Flüssigkeitsaustausch innerhalb der Beizpaste während des Beizvorganges führt und auf diese Weise dafür sorgt, daß ungeachtet der Dicke der über der zu behandelnden Metalloberfläche stehenden Beizpastenschicht über der gesamten mit dieser abgedeckten Werkstückoberfläche ein gleichmäßiger Beizangriff stattfindet.
  • Die erfindungsgemäß hergestellte Beizpaste hat weiter den Vorteil, daß sie sich auch nach etwa stattgefundenem Auftrocknen durch einfaches Abspülen mit Wasser leicht wieder entfernen läßt, ohne daß Verkrustungsrückstände an der behandelten Metalloberfläche zurückbleiben.
  • Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele erläutert: Beispiel 1 Streichbare Paste Natriumhexafluoraluminat (III) 60 Gew. -°h Salpetersäure 20 Gew.-% Fluorwasserstoffsäure 5 Gew.-% Rest Wasser Beispiel 2 Sprühbare Paste Kaliumhexafluoraluminat (III) 40 Gew.-% Salpetersäure 20 Gew.-% Fluorwasserstoffsäure 5 Gew.-% Rest Wasser Bei sämtlichen Angaben von Gewichtsanteilen von Säureagenzien sind diese immer auf' hundertprozentige Eonzentration derselben bezogen.
  • Beide Beizpasten nach Beispiel 1 und Beispiel 2 weisen eine gemessene Langzeitlagerfähigkeit von mindestens drei Jahren a Die Beizpaste nach Beispiel 1 wurde auf eine Schweißnaht von Edelstahlblechen gemäß Werkstoff DIN 1.4541 aufgetragen und nach einer Kontaktzeit von einer Stunde abgespült.
  • Die behandelte Naht war volkommen blank. Die Beizpaste nach Beispiel 2 wurde auf eine Edelstahlfläche gemäß Werkstoff DIN 1.4301, welche mit Anlauffarben nach Temperatureinwirkung und Fremdferrit versehen war, aufgesprüht und mit Wasser nach dreißig Minuten entfernt. Die Oberfläche war nach dieser Behandlung streifenfrei blank und frei von Fremdferrit, Obgleich die erfindungsgemäßen Beizpasten besonders für die Behandlung von hochlegierten Edel stählen konzipiert sind, eignen sie sich gleichermaßen auch für die Beizbehandlung sowohl von beispielsweise Titanblechen oder auch von Sandgußteilen oder dergleichen. Sie können auch zum Beizen anderer Metalloberflächen aus beispielsweise Aluminium, Leichtmetall oder Buntmetall mit gutem Erfolg eingesetzt werden.

Claims (19)

  1. A n s p r ü c h e 1.) Beizpasten zum Reinigen von Oberflächen von Metallteilen K insbesondere aus nichtrostendem Stahl, welche eine von einer Trägersubstanz gehaltene Fluorwasserstoff-Ionen darbietende Beizflüssigkeit enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Trägersubstanz mindestens ein Alkalihexafluoraluminat enthalten.
  2. 2.) Beizpasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Trägersubstanz Kaliumhexafluoraluminat enthalten.
  3. 3.) Beizpasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Trägersubstanz Natriumhexafluoraluminat enthalten.
  4. 4.) Beizpasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Trägersubstanz eine Nischung aus Kaliumhexafluoraluminat und Natriumhexafluor aluminat enthalten.
  5. 5.) Beizpasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Fluorwasserstoff-Ionen darbietende Beizflüssigkeit Fluorwasserstoffsäure und/oder zumindest eines von deren Salzen enthält.
  6. 6.) Beizpasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie das bzw. die Fluorwasserstoff-Ionen darbietende(n) Agens bzw. Agenzien in der Beizflüssigkeit in einem Gewichtsverhältnis zu dieser von maximal 1 : 2 enthalten.
  7. 7.) Beizpasten nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von die Fluorwasserstoff-Ionen enthaltender Beizflüssigkeit zu rägersubstanz zwischen 1/2 : 1 und 2 : 1 liegt.
  8. 8.) Beizpasten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 35 bis etwa 65 Gew.-% Trägersubstanz aufweisen.
  9. 9.) Beizpasten nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung gleichmäßig gut flächendeckender Streichbarkeitseigenschaften die Trägersubstanz zumindest überwiegend Natriumhexafluoraluminat (iii) aufweist.
  10. 10.) Beizpasten nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung gleichmäßig guter Sprühfahigkeitseigenschaften die Trägersubstanz zumindest überwiegend galiumhexafluoraluminat (III) aufweist.
  11. 11.) Beizpasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Fluorwasserstoff-Ionen darbietende Beizflüssigkeit zusätzlich Nitrat-Ionen enthält.
  12. 12.) Beizpasten nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nitrat-Ionen durch in der Beizflüssigkeit enthaltene Salpetersäure und/oder zumindest eines von deren Salzen dargeboten werden.
  13. 13.) Beizpasten nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die die Nitrat-lonen darbietende(n) Agens bzw.
    Agenzien in der von der Trägersubstanz gehaltenen Beizflüssigkeit in eintGewichtsverhältnis zur Trägersubstanz von insgesamt maximal 2/3 : 1 enthalten ist bzw. sind.
  14. 14.) Beizpasten nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie60 Gew.-% Natriumhexafluoraluminat (III), 20 Gew.-% Salpetersäure und 5 Gew.-% Fluorwasserstoffsäure enthalten.
  15. 15.) Beizpasten nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie 40 Gew.-% Kaliumhexafluoraluminat (III), 20 Gew.-% Salpetersäure und 5 Gew.-% Fluorwasserstoffsäure enthalten.
  16. 16.) Beizpasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Träger substanz in einer Eorngröße von mindestens 85% unter 0,071 mm enthalten.
  17. 17.) Beizpasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägersubstanz ein trockenes Schüttgewicht von 600 bis 1200 g/liter, vorzugsweise 600 bis 800 g/Liter, aufweist.
  18. 18.) Beizpasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Teil der Träger substanz in in der die Fluorwasserstoff-Ionen darbietenden Beizflüssigkeit gelöster Form enthalten.
  19. 19.) Beizpasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. daß sie zumindest ein säurebeständiges Tensid, vorzugsweise ein Fluortensid, enthalten.
DE19803006007 1980-02-18 1980-02-18 Beizpasten zum Reinigen von Oberflächen von Metallteilen aus nichtrostendem Stahl Expired DE3006007C2 (de)

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